《Advanced Healthcare Materials》：Prostate Cancer Patient-Derived Organoids (PDOs) as Functional Avatars for Antisense Oligonucleotide (ASO)-Based Personalized Therapy
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患者来源肿瘤类器官（patient-derived tumor organoids, PDOs）可密切保留原始肿瘤的细胞异质性、组织病理学和分子特征，因此是非常有力的临床前模型。反义寡核苷酸（antisense oligonucleotides, ASOs）是
患者来源肿瘤类器官（patient-derived tumor organoids, PDOs）可密切保留原始肿瘤的细胞异质性、组织病理学和分子特征，因此是非常有力的临床前模型。反义寡核苷酸（antisense oligonucleotides, ASOs）是一类新兴的精准药物，可在RNA水平以高靶点特异性调控基因表达，但其在类器官体系中的应用仍未被充分探索。研究人员改良已有方案，建立前列腺癌（prostate cancer, PC）PDOs生物样本库，初始生长成功率＞90%。组织学与分子分析证实关键肿瘤特征被保留。利用这些模型，研究人员评估多种ASO，重点关注OGX-427（Apatorsen）——靶向热休克蛋白27（heat shock protein 27, HSP27）、已进入I/II期临床试验的ASO。OGX-427在2D培养中可有效抑制HSP27表达并抑制细胞生长，但在3D类器官中疗效明显受限，可能源于细胞外基质与结构屏障。去除Matrigel并进行单细胞转染可克服这些屏障，实现高效ASO摄取、显著靶蛋白下调，以及对类器官生长的强效剂量依赖性抑制。这些发现凸显PDOs用于评价ASO疗法的价值，及其加速PC等恶性肿瘤精准肿瘤学策略的潜力。
研究背景方面，前列腺癌（prostate cancer, PC）是男性第二大常见癌症，雄激素剥夺治疗（androgen deprivation therapy, ADT）是转移性疾病基石，但晚期患者多发展为去势抵抗性前列腺癌（castration-resistant prostate cancer, CRPC），现有疗法疗效有限。反义寡核苷酸（antisense oligonucleotides, ASOs）可通过沃森-克里克碱基识别以高特异性调控mRNA，已获FDA与EMA批准用于多类疾病，但在临床相关三维（three-dimensional, 3D）患者来源类器官（patient-derived organoids, PDOs）中应用很少。PDOs能保留原肿瘤的细胞、结构与分子特征，可用于高通量药物筛选；然而PC类器官因原代上皮依赖雄激素信号、基质互作、易衰老等，长期培养困难，既往从高级别PC建库成功率仅约16%–25%。因此，建立原发PC组织来源PDOs生物样本库，并解决ASO在3D体系中递送障碍，是推进RNA靶向精准治疗的关键问题。该研究由研究人员开展，论文发表于《Advanced Healthcare Materials》，核心结论是：经尿道前列腺切除（transurethral resection of the prostate, TURP）来源标本可高效建立PDOs，Matrigel与3D结构共同构成ASO递送屏障，去除Matrigel并结合单细胞转染可实现高效靶基因沉默与生长抑制，PDOs可作为ASO个性化治疗的功能性替身。
主要关键技术方法方面，研究人员使用2023年5月至2025年4月马赛AP-HM体系27例前列腺标本，含12例良性前列腺增生（benign prostatic hyperplasia, BPH）、14例去势敏感PC（castration-sensitive PC, CSPC）、1例CRPC，以TURP为主、补充穿刺活检；采用过夜胶原酶II消化建立类器官，以Dispase去Matrigel、TrypLE解离为单细胞，以Opti-MEM加Oligofectamine进行单细胞转染，以FAM/Cy5标记ASO评价摄取，以Western blot、RT-qPCR、免疫荧光/免疫组化、Sanger测序评价分子保真，以CellTiter-Glo 3D与Live/Dead染色评价活力。
研究结果如下。2.1 从前列腺组织建立患者来源类器官（PDOs）：研究人员对21例可培养标本采用已有方案并全程过夜胶原酶II消化，19例初始生长成功，总体90.5%，TURP标本94.1%；类器官呈多囊、囊性与实性形态，直径约50–275 μm，BPH产率高于肿瘤组织，证明TURP标本可高效建库。2.2 PDOs忠实重现来源组织的组织学与分子特征：通过HES、CK5/CK8、AR、PSMA及PSA、AMACR、STEAP1、PTEN等标记，以及CHEK2 c.319+1G>A Sanger验证，证明PDOs保留双层上皮、雄激素受体信号与相关分子改变；CSPC类器官在低/无二氢睾酮（dihydrotestosterone, DHT）下活力下降，并对恩扎卢胺、阿比特龙、奥拉帕利产生剂量依赖性响应，证明功能相关性。2.3 球体与PDOs的3D架构联合Matrigel显著损害ASO递送：以PC-3球体与PDOs比较不同Matrigel浓度、完整类器官与单细胞、含血清培养基与Opti-MEM，流式和共聚焦显示Matrigel与3D结构使ASO摄取降低数倍至十倍，靶蛋白不下调、大小不变，信号仅存外周细胞；结论为Matrigel与3D架构是ASO递送主要屏障。2.4 单细胞转染方案下OGX-427抑制PC-3球体与前列腺PDOs生长：去Matrigel后单细胞用Oligofectamine转染OGX-427，PC-3球体活力降约80%、HSP27下调；4例患者PDOs（BPH #08/#10、CSPC #16/#19）呈剂量依赖性活力下降、形态异常、HSP27抑制；ASO-TCTP与ASO-DDX5同样下调靶蛋白并增加死亡细胞，证明该方案可推广至不同ASO。
讨论部分总结：研究人员指出，TURP标本提供易获的局部晚期/转移PC组织，其PDOs短期培养足以保留组织病理与分子特征，但长期扩增会导致良性克隆漂移；已有小分子在Matrigel 3D中有效，而ASO受基质与架构限制，本研究首次系统证明该限制并给出单细胞转染实用方案。ASO化学修饰、脂质纳米颗粒、抗体偶联、穿膜肽、钙增强、磁导向等可进一步改善完整类器官递送。该研究为PC及实体瘤RNA靶向精准治疗提供可转化平台。
结论部分翻译：研究人员成功建立了主要来自TURP标本的前列腺PDOs生物样本库，初始类器官建立成功率＞90%，同时保留了原始肿瘤的组织学架构与分子特征。利用该平台，研究人员将细胞外基质与3D类器官架构确定为ASO递送和治疗效力的主要屏障。通过去除Matrigel并在单细胞阶段进行转染，研究人员实现了高效ASO摄取、稳健的靶基因沉默，以及类器官生长的显著抑制。这些发现凸显了在复杂3D肿瘤模型中优化核酸治疗药物递送策略的重要性，并为在PDOs中评价ASO疗法建立了实用框架。未来研究将聚焦于改善长期类器官培养、扩展生物样本库以涵盖更大肿瘤异质性，并进一步利用该平台加速PC及其他实体恶性肿瘤精准医学方法与RNA靶向治疗药物的开发。
